導讀

在工業通信領域，RS485總線的穩定運行至關重要。本文聚焦其關鍵的電阻設計問題，以RSM485PHT為例，深入剖析偏置與終端電阻的作用及影響，同時提供實用的調整策略和應用指導。

RS485總線的偏置電阻主要是給A、B確定的邏輯狀態。

RS485總線的終端電阻主要是用于信號線的阻抗匹配、提供通信線纜寄生電容能量的泄放路徑、提高信號質量。

此次以自收發產品RSM485PHT為例進行說明，該產品內置完整的DC-DC和信號隔離電路，具有較強的抗擾性和高可靠性，具備自動收發功能。該產品的A、B線內置47kΩ的上、下拉電阻，收發器輸入阻抗最小值為48kΩ。

本次測試的硬件框圖如圖1所示，在通信速率為500kbps、總線上掛6個通信節點、雙絞線總長度約為3米。

圖1 RSM485PHT組網通信框圖

抓取總線波形如圖2所示，邏輯1的差分電壓約為1.60V。

圖2 3m雙絞線、500kbps時VAB波形

圖3為本次RSM485PHT測試的電阻分壓等效圖。

圖3 RSM485PHT電阻分壓等效圖

當總線上有6個節點進行通信時，相當于6個R上、6個R下、6個R內并聯，此時VAB高電平電壓計算值為：

取VCC=5.1V，得到VAB=1.72V，考慮到線阻的分壓，此計算值1.72V與實測波形幅值1.60V基本吻合。

因為總線端邏輯1電平幅值僅有1.6V左右，該幅值的抗擾能力相對較弱且影響了通信距離的進一步拉長，現考慮通過外加偏置電阻將總線幅值抬高至3.5V左右。通過上面VAB計算公式，可計算出R上等效 = R下等效 ≈ 2.75kΩ，外加上下拉電阻值約為4.1kΩ。如圖4所示為外接3.5kΩ上下拉電阻時總線的通信波形圖（外加偏置電阻增加功耗約為5.1V/3.5k ≈ 1.4mA，在可接受的范圍內），因為實焊偏置電阻值3.5kΩ小于4.1kΩ，實際總線邏輯1幅值為3.92V高于預設值3.5V。

圖4 外加3.5kΩ偏置電阻時差分波形圖

在上述接入3.5kΩ上下拉電阻的環境下再接入120Ω的終端電阻，此時電阻分壓等效圖3中的R內等效 ≈ 60Ω，將各數值代入VAB公式，計算得出電壓約為60mV，測試波形如圖5所示。此時高電平處于門限-200mV ~ +200mV門限內，收發器無法識別邏輯1，造成通信錯誤。

圖5 接入120Ω終端時差分波形圖

在使用我司自動收發模塊RSM485PHT或RSM485M時，如果總線邏輯1電平較低可通過外接偏置電阻來調節總線電平，偏置電阻值過小將增加額外的功耗，電阻值太大調節效果將不明顯。

偏置電阻值可以根據實際節點數量算出等效電阻值，再代入阻抗分壓公式：

其中VCC可取5.1V，VAB一般取2.5V ~ 4.0V。

具備自動收發功能的模塊RSM485PHT或RSM485M的總線邏輯1電平是通過AB線的偏置電阻來驅動，其能力弱于推挽驅動，因此一般情況下我們不建議用戶加終端電阻。如果通信速率高、通信距離長，總線信號質量很差，需要加終端電阻來減弱反射信號或提供泄放寄生電容能量的路徑，可以選擇稍大阻值的電阻，并且可以考慮通過在AB線上加小阻值的偏置電阻兩者配合來調節總線的電平。

總的來說在使用自動收發RS485進行通信時一定要確保 A/B 線差分電壓不會處于-200mV ~ +200mV 范圍內；若邏輯1或邏輯0的差分電平幅值較低，可以通過外加小的偏置電阻來進行調整；一般情況下不建議用戶接終端電阻，如果要接盡量選擇較大的阻值同時與外接偏置電阻搭配使用。